JP6230571B2 - Method for producing carbon-silicon composite - Google Patents

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Description

本発明は、炭素‐シリコン複合体の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a carbon-silicon composite.

IT機器及び自動車のバッテリー用に使用されるためには、高容量及び高出力を具現することができる二次電池の負極活物質を必要とする。そのため、高容量の二次電池の負極活物質として、シリコンが注目されている。例えば、純粋なシリコンは、4200mAh/gの高い理論容量を有すると知られている。   In order to be used for an IT device and a battery of an automobile, a negative electrode active material of a secondary battery capable of realizing a high capacity and a high output is required. Therefore, silicon attracts attention as a negative electrode active material for high capacity secondary batteries. For example, pure silicon is known to have a high theoretical capacity of 4200 mAh / g.

しかし、シリコンは、炭素系材料に比べてサイクル特性が低下することから、未だに実用化に至っておらず、その理由は、負極活物質として、前記シリコンのような無機質粒子をそのままリチウムの吸蔵及び放出物質として使用した場合、充放電過程で体積変化によって負極活物質間の導電性が低下したり、負極集電体から負極活物質が剥離されるためである。すなわち、負極活物質に含まれたシリコンのような無機質粒子は、充電によりリチウムを吸蔵し、その体積が約300〜400%に至るほど膨張する。また、放電によりリチウムが放出されると、前記無機質粒子は収縮し、このような充放電サイクルを繰り返すと、無機質粒子と負極活物質との間に生じる空間によって電気的絶縁が発生する可能性があり、寿命が急激に低下する特性を有することになるため、二次電池に使用するには深刻な問題がある。   However, silicon has not yet been put to practical use because its cycle characteristics are lower than that of carbon-based materials. The reason for this is that, as a negative electrode active material, inorganic particles such as silicon are used as it is for insertion and extraction of lithium. This is because when used as a material, the conductivity between the negative electrode active materials is reduced due to a volume change in the charge / discharge process, or the negative electrode active material is peeled off from the negative electrode current collector. That is, inorganic particles such as silicon contained in the negative electrode active material occlude lithium by charging and expand so that its volume reaches about 300 to 400%. In addition, when lithium is released by discharge, the inorganic particles contract, and when such a charge / discharge cycle is repeated, electrical insulation may occur due to a space generated between the inorganic particles and the negative electrode active material. In addition, since it has a characteristic that the lifetime is rapidly reduced, there is a serious problem in using it for a secondary battery.

また、初期効率の面において、最初充電する際に吸蔵されるリチウムで放電する際に放出されるリチウムの量を除した値が高いほど、初期充放電サイクルが行われるときに消耗される正極の量が小さいため、有利であるが、既存のシリコン系負極活物質の場合、初期効率が低いという問題がある。   In addition, in terms of initial efficiency, the higher the value obtained by dividing the amount of lithium released when discharging with lithium stored during initial charging, the higher the positive electrode consumed when the initial charge / discharge cycle is performed. Although the amount is small, it is advantageous, but the existing silicon-based negative electrode active material has a problem that the initial efficiency is low.

さらに、車両用二次電池の場合、過酷な充放電条件でも容量を維持することができる高出力が求められるが、既存の黒鉛系及びシリコン系負極活物質の場合、過酷な条件で高出力を発揮することができない場合が多い。   Furthermore, in the case of a secondary battery for a vehicle, a high output capable of maintaining the capacity even under severe charge / discharge conditions is required. However, in the case of existing graphite-based and silicon-based negative electrode active materials, a high output is required under severe conditions. In many cases, it cannot be demonstrated.

なしNone

本発明は、二次電池の初期効率、寿命及び出力特性をより向上させるために、ナノサイズのSi‐ブロック共重合体コアシェル炭化粒子を良好に分散させて、1次及び2次炭化工程の後、それぞれ粉砕を行ったことを特徴とする炭素‐シリコン複合体の製造方法などを提供することを目的とする。   In order to further improve the initial efficiency, life and output characteristics of the secondary battery, the present invention can disperse the nano-sized Si-block copolymer core-shell carbonized particles well after the primary and secondary carbonization processes. Another object of the present invention is to provide a method for producing a carbon-silicon composite characterized by pulverization.

しかし、本発明が解決しようとする技術的課題は、上記で言及した課題に制限されず、言及されていない他の課題は、以下の記載より、当業者が明確に理解することができる。   However, the technical problem to be solved by the present invention is not limited to the problem mentioned above, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

本発明は、(a)Si‐ブロック共重合体コアシェル粒子を含むスラリー溶液を準備する段階と、(b)炭素原料と前記スラリー溶液を混合して、混合溶液を製造する段階と、(c)前記混合溶液に対して、1次炭化工程の後、粉砕を行って、1次炭化物を製造する段階と、(d)前記1次炭化物に対して、2次炭化工程の後、粉砕を行って、2次炭化物を製造する段階と、を含む、炭素‐シリコン複合体の製造方法であって、前記(c)段階において、1次炭化工程は、400〜600℃で、前記(d)段階において、2次炭化工程は、900〜1400℃で行われることを特徴とする、炭素‐シリコン複合体の製造方法に関する。 The present invention includes (a) preparing a slurry solution containing Si-block copolymer core-shell particles, (b) mixing a carbon raw material and the slurry solution to produce a mixed solution, and (c) Crushing the mixed solution after the primary carbonization step to produce a primary carbide; and (d) crushing the primary carbide after the secondary carbonization step. A method for producing a carbon-silicon composite , comprising: producing a secondary carbide , wherein in the step (c), the primary carbonization step is performed at 400 to 600 ° C in the step (d). A secondary carbonization process is performed at 900-1400 degreeC, It is related with the manufacturing method of a carbon-silicon composite_body | complex characterized by the above-mentioned .

前記(d)段階において、2次炭化工程は、前記1次炭化工程より高い温度で行われることができる。   In the step (d), the secondary carbonization process may be performed at a higher temperature than the primary carbonization process.

前記(c)及び(d)段階において、粉砕は、ミリング(milling)方法によって行われることができる。   In the steps (c) and (d), the pulverization may be performed by a milling method.

前記(a)段階において、Si‐ブロック共重合体コアシェル粒子の、前記スラリー溶液内の粒子分布で90%累積質量粒子径分布直径をD90とし、50%累積質量粒子径分布直径をD50としたとき、1≦D90/D50≦1.5であり、2nm<D50<160nmであってもよい。   In the step (a), when the 90% cumulative mass particle size distribution diameter of the Si-block copolymer core-shell particles in the slurry solution is D90 and the 50% cumulative mass particle size distribution diameter is D50 1 ≦ D90 / D50 ≦ 1.5, and 2 nm <D50 <160 nm.

前記(b)段階において、炭素原料は、天然黒鉛、人造黒鉛、ソフトカーボン、ハードカーボン、ピッチ、焼成されたコークス、グラフェン(graphene)、カーボンナノチューブ及びこれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも一つを含むことができる。   In the step (b), the carbon raw material is at least one selected from the group consisting of natural graphite, artificial graphite, soft carbon, hard carbon, pitch, calcined coke, graphene, carbon nanotube, and combinations thereof. One can be included.

前記ピッチは、キノリン不溶分(QI)が0重量%〜20重量%であり、軟化点(SP)が10℃〜120℃であってもよい。   The pitch may have a quinoline insoluble content (QI) of 0 wt% to 20 wt% and a softening point (SP) of 10 ° C. to 120 ° C.

前記(c)段階において、1次炭化工程は、1〜20bar下で400〜600℃で1〜24時間行われることができる。   In step (c), the primary carbonization process may be performed at 400 to 600 ° C. for 1 to 24 hours under 1 to 20 bar.

前記(c)段階において、粉砕後の1次炭化物の、粒子分布で90%累積質量粒子径分布直径をD90とし、50%累積質量粒子径分布直径をD50としたとき、1≦D90/D50≦2.5であり、3μm<D50<10μmであってもよい。   In the step (c), when the 90% cumulative mass particle size distribution diameter in the particle distribution of the primary carbide after pulverization is D90 and the 50% cumulative mass particle size distribution diameter is D50, 1 ≦ D90 / D50 ≦ 2.5, and may be 3 μm <D50 <10 μm.

前記(d)段階において、2次炭化工程は、0.5〜20bar下で900〜1400℃で0.5〜24時間行われることができる。   In the step (d), the secondary carbonization process may be performed at 900 to 1400 ° C. for 0.5 to 24 hours under 0.5 to 20 bar.

前記(d)段階において、粉砕後の2次炭化物の、粒子分布で90%累積質量粒子径分布直径をD90とし、50%累積質量粒子径分布直径をD50としたとき、1≦D90/D50≦2であり、3μm<D50<10μmであってもよい。   In the step (d), when 90% cumulative mass particle size distribution diameter is D90 and 50% cumulative mass particle size distribution diameter is D50 in the particle distribution of the pulverized secondary carbide, 1 ≦ D90 / D50 ≦ 2 and 3 μm <D50 <10 μm.

本発明の一具現例において、前記方法により製造される炭素‐シリコン複合体を提供する。   In one embodiment of the present invention, a carbon-silicon composite manufactured by the above method is provided.

前記炭素‐シリコン複合体は、Siに対するCの質量比が、1:99〜10:90であってもよい。   The carbon-silicon composite may have a mass ratio of C to Si of 1:99 to 10:90.

本発明の他の具現例において、前記炭素‐シリコン複合体と、導電材と、結合材と、増粘剤と、を含む負極スラリーを負極集電体にコーティングしてなる二次電池用負極を提供する。   In another embodiment of the present invention, a negative electrode for a secondary battery comprising a negative electrode current collector coated with a negative electrode slurry containing the carbon-silicon composite, a conductive material, a binder, and a thickener. provide.

本発明のさらに他の具現例において、前記二次電池用負極を含む二次電池を提供する。   In still another embodiment of the present invention, a secondary battery including the negative electrode for a secondary battery is provided.

本発明は、1次及び2次炭化工程の後、それぞれ粉砕を行って、炭素‐シリコン複合体を製造したものであり、製造された炭素‐シリコン複合体は、ナノサイズのSi‐ブロック共重合体コアシェル炭化粒子が非常に均一に分散されて含まれることを特徴とし、これを二次電池用負極活物質として使用する場合、二次電池の初期効率、寿命及び出力特性をより向上させることができる。   In the present invention, a carbon-silicon composite is manufactured by pulverizing after the primary and secondary carbonization steps, respectively. The manufactured carbon-silicon composite is a nano-sized Si-block copolymer. It is characterized in that the coalesced core-shell carbonized particles are contained in a very uniformly dispersed manner, and when used as a negative electrode active material for a secondary battery, the initial efficiency, life and output characteristics of the secondary battery can be further improved. it can.

実施例1で製造されたスラリー溶液に対して動的光散乱法によって測定されたSi‐ブロック共重合体コアシェル粒子の分布を示すグラフである。2 is a graph showing a distribution of Si-block copolymer core-shell particles measured by a dynamic light scattering method with respect to the slurry solution produced in Example 1. FIG. 比較例3(図2の(A))及び実施例1(図2の(B))で製造された最終炭化物に対するSEMイメージである。It is a SEM image with respect to the final carbide | carbonized_material manufactured by the comparative example 3 (FIG. 2 (A)) and Example 1 (FIG. 2 (B)). 実施例1〜2及び比較例1で製造された二次電池に対して放電率別容量を測定して、各放電率による容量維持率の結果を示すグラフである。It is a graph which measures the capacity | capacitance according to discharge rate with respect to the secondary battery manufactured by Examples 1-2 and the comparative example 1, and shows the result of the capacity | capacitance maintenance factor by each discharge rate.

以下、本発明の具現例を詳細に説明する。ただし、これは例示として提示されるものであって、これにより本発明が制限されず、本発明は、後述する請求項の範疇により定義されるだけである。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, this is provided as an example, and the present invention is not limited thereby, and the present invention is only defined by the scope of the claims to be described later.

(炭素‐シリコン複合体及びその製造方法)
本発明は、(a)Si‐ブロック共重合体コアシェル粒子を含むスラリー溶液を準備する段階と、(b)炭素原料と前記スラリー溶液を混合して、混合溶液を製造する段階と、(c)前記混合溶液に対して、1次炭化工程の後、粉砕を行って、1次炭化物を製造する段階と、(d)前記1次炭化物に対して、2次炭化工程の後、粉砕を行って、2次炭化物を製造する段階と、を含む炭素‐シリコン複合体の製造方法を提供する。
(Carbon-silicon composite and production method thereof)
The present invention includes (a) preparing a slurry solution containing Si-block copolymer core-shell particles, (b) mixing a carbon raw material and the slurry solution to produce a mixed solution, and (c) Crushing the mixed solution after the primary carbonization step to produce a primary carbide; and (d) crushing the primary carbide after the secondary carbonization step. A method for producing a carbon-silicon composite comprising: producing a secondary carbide.

前記(a)段階は、Si‐ブロック共重合体コアシェル粒子を含むスラリー溶液を準備する段階である。   The step (a) is a step of preparing a slurry solution including Si-block copolymer core-shell particles.

前記スラリー溶液は、Si‐ブロック共重合体コアシェル粒子と、分散媒と、を含むものであって、前記Si‐ブロック共重合体コアシェル粒子は、Siコアを中心に、Siコアの表面にSiとの親和性が高いブロック及びSiとの親和性が低いブロックからなるブロック共重合体シェルがコーティングされた構造を有する。この際、前記Si‐ブロック共重合体コアシェル粒子のブロック共重合体シェルは、ファンデルワールス(van der Waals)力などにより、Siとの親和性が高いブロックはSiコアの表面に向かって会合し、Siとの親和性が低いブロックは外側に向かって会合する球形ミセル(micelle)構造を形成する。   The slurry solution includes Si-block copolymer core-shell particles and a dispersion medium, and the Si-block copolymer core-shell particles are centered on the Si core and Si on the surface of the Si core. It has a structure in which a block copolymer shell comprising a block having a high affinity and a block having a low affinity with Si is coated. At this time, the block copolymer shell of the Si-block copolymer core-shell particle is associated with the block having high affinity with Si toward the surface of the Si core due to van der Waals force. , Blocks having low affinity with Si form a spherical micelle structure that associates outward.

前記Siコアと前記ブロック共重合体シェルの重量比は、2:1〜1000:1であることが好ましく、前記Siコアと前記ブロック共重合体シェルの重量比は、4:1〜20:1であることがより好ましいが、これに限定されない。この際、Siコアと前記ブロック共重合体シェルの重量比が2:1未満の場合には、負極活物質内で実際にリチウムと合金化することができるSiコアの含有量が低くなって、負極活物質の容量が低くなり、リチウム二次電池の効率が低下する問題がある。一方、Siコアと前記ブロック共重合体シェルの重量比が1000:1を超える場合には、ブロック共重合体シェルの含有量が低くなって、スラリー溶液内の分散性及び安定性が低下するため、負極活物質内でコアシェル炭化粒子のブロック共重合体シェルが緩衝作用を十分に行うことができない問題がある。   The weight ratio of the Si core to the block copolymer shell is preferably 2: 1 to 1000: 1, and the weight ratio of the Si core to the block copolymer shell is 4: 1 to 20: 1. Although it is more preferable, it is not limited to this. At this time, if the weight ratio of the Si core to the block copolymer shell is less than 2: 1, the content of the Si core that can actually be alloyed with lithium in the negative electrode active material is reduced. There is a problem in that the capacity of the negative electrode active material is lowered and the efficiency of the lithium secondary battery is lowered. On the other hand, when the weight ratio of the Si core to the block copolymer shell exceeds 1000: 1, the content of the block copolymer shell is lowered, and the dispersibility and stability in the slurry solution are lowered. In addition, there is a problem that the block copolymer shell of core-shell carbonized particles cannot sufficiently perform a buffering action in the negative electrode active material.

前記Siとの親和性が高いブロックは、ファンデルワールス(van der Waals)力などにより、Siコアの表面に向かって会合するが、この際、前記Siとの親和性が高いブロックは、ポリアクリル酸(poly acrylic acid)、ポリアクリレート(poly acrylate)、ポリメタクリル酸(poly methyl acrylic acid)、ポリメチルメタクリレート(poly methyl methacrylate)、ポリアクリルアミド(poly acryamide)、カボキシメチルセルロース(carboxymethyl cellulose)、ポリビニルアセテート(poly vinyl acetate)、又はポリマイレン酸(polymaleic acid)であることが好ましく、ポリアクリル酸(poly acrylic acid)であることがより好ましいが、これに限定されない。   The block having a high affinity with Si associates toward the surface of the Si core due to van der Waals force. At this time, the block having a high affinity with Si is polyacrylic. Acid (poly acrylate acid), polyacrylate (poly acrylate), poly methacrylic acid (poly methyl acrylate), polyacrylamide (poly acrylate), carboxy butyl cellulose (Poly vinyl acetate), or polymaleic acid (polymeric acid). Doo is more preferably preferably, polyacrylic acid (poly acrylic acid), but is not limited thereto.

前記Siとの親和性が低いブロックは、ファンデルワールス(van der Waals)力などにより、外側に向かって会合するが、この際、前記Siとの親和性が低いブロックは、ポリスチレン(poly styrene)、ポリアクリロニトリル(poly acrylonitrile)、ポリフェノール(polyphenol)、ポリエチレングリコール(poly ethylene glycol)、ポリラウリルメタクリレート(Poly lauryl methacrylate)又はポリビニルジフルオライド(poly vinyl difluoride)であることが好ましく、ポリアクリロニトリル(poly acrylonitrile)であることがより好ましいが、これに限定されない。この際、Siとの親和性が低いブロックは、Siとの親和性が高いブロックに比べて、炭化の際に炭化収率が高いことを特徴とする。   The block having low affinity with Si associates toward the outside due to van der Waals force or the like, and at this time, the block having low affinity with Si is made of polystyrene (polystyrene). Polyacrylonitrile (polyacrylonitrile), polyphenol (polyphenol), polyethylene glycol (poly ethylene glycol), poly lauryl methacrylate (poly lauryl methacrylate) (poly vinyl difluoride, preferably poly vinyl difluoro) ) Is more preferable, but not limited thereto. At this time, the block having a low affinity with Si is characterized by a higher carbonization yield during carbonization than the block having a high affinity with Si.

前記ブロック共重合体シェルは、ポリアクリル酸‐ポリスチレンブロック共重合体シェルであることが最も好ましい。この際、前記ポリアクリル酸の数平均分子量(Mn)は、100g/mol〜100,000g/molであることが好ましく、前記ポリスチレンの数平均分子量(Mn)は、100g/mol〜100,000g/molであることが好ましいが、これに限定されない。   Most preferably, the block copolymer shell is a polyacrylic acid-polystyrene block copolymer shell. At this time, the number average molecular weight (Mn) of the polyacrylic acid is preferably 100 g / mol to 100,000 g / mol, and the number average molecular weight (Mn) of the polystyrene is 100 g / mol to 100,000 g / mol. Although it is preferable that it is mol, it is not limited to this.

前記スラリー溶液は、シリコン粒子を高含有量で含み、且つ前記Si‐ブロック共重合体コアシェル粒子の、スラリー溶液内の粒子分布で90%累積質量粒子径分布直径をD90とし、50%累積質量粒子径分布直径をD50としたとき、1≦D90/D50≦1.5であり、2nm<D50<160nmであることが好ましく、1≦D90/D50≦1.4であり、2nm<D50<120nmであることがより好ましいが、これに限定されない。前記Si‐ブロック共重合体コアシェル粒子のブロック共重合体シェルが、Siコアを中心に、球形ミセル(micelle)構造を形成することにより、別のブロック共重合体を含んでいないSi粒子に比べて、スラリー溶液内の分散性に優れることから、粒子同士の凝集現象が減少して、スラリー溶液内のD50が小さく、且つ粒子間のサイズ偏差が小さい均一な分布を有することになり、Si‐ブロック共重合体コアシェル炭化粒子が、炭素質マトリックス内でより均一且つ良好に分散されることができる。   The slurry solution contains silicon particles at a high content, and the Si-block copolymer core-shell particles have a particle distribution within the slurry solution of 90% cumulative mass particle diameter distribution diameter of D90 and 50% cumulative mass particles. When the diameter distribution diameter is D50, 1 ≦ D90 / D50 ≦ 1.5, preferably 2 nm <D50 <160 nm, preferably 1 ≦ D90 / D50 ≦ 1.4, and 2 nm <D50 <120 nm. More preferably, it is not limited to this. The block copolymer shell of the Si-block copolymer core-shell particle forms a spherical micelle structure around the Si core, so that it does not contain another block copolymer. Because of its excellent dispersibility in the slurry solution, the agglomeration phenomenon between the particles is reduced, the D50 in the slurry solution is small, and there is a uniform distribution with a small size deviation between the particles. Copolymer core-shell carbonized particles can be more uniformly and well dispersed within the carbonaceous matrix.

上述の分散条件、約1≦D90/D50≦1.5及び約2nm<D50<160nmを満たすスラリー溶液を具現するために、分散を向上させる様々な方法を使用することができる。特に、比較的平均粒径が大きいシリコン粉末を使用して前記分散条件を満たすスラリー溶液を具現するためには、様々な方法を複合的に行ったり、適用してもよい。   Various methods for improving dispersion can be used to implement slurry solutions that satisfy the above-described dispersion conditions, about 1 ≦ D90 / D50 ≦ 1.5 and about 2 nm <D50 <160 nm. In particular, various methods may be combined or applied in order to realize a slurry solution satisfying the dispersion condition using silicon powder having a relatively large average particle diameter.

分散を向上させるための方法について例示的に説明すると、分散媒の種類を調節したり、分散を改善するための添加剤をスラリー溶液に添加したり、スラリー溶液に超音波処理を施す方法などを使用することができる。分散を向上させるための方法として、前記例示された方法以外にも公知の様々な方法を適用してもよく、また、複合的に適用してもよい。   Explaining exemplarily the method for improving the dispersion, a method for adjusting the type of the dispersion medium, adding an additive for improving the dispersion to the slurry solution, or subjecting the slurry solution to ultrasonic treatment, etc. Can be used. As a method for improving the dispersion, various known methods other than the exemplified methods may be applied, or may be applied in combination.

前記分散媒は、N‐メチル‐2‐ピロリドン(NMP)、テトラヒドロフラン(THF)、水、エタノール、メタノール、シクロヘキサノール、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、アセトン、エチレングリコール、オクチン、ジエチルカーボネート、ジメチルスルホキシド(DMSO)及びこれらの組み合わせからなる群から選択されるいずれか一つを含むことができる。   The dispersion medium is N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), tetrahydrofuran (THF), water, ethanol, methanol, cyclohexanol, cyclohexanone, methyl ethyl ketone, acetone, ethylene glycol, octyne, diethyl carbonate, dimethyl sulfoxide (DMSO) and Any one selected from the group consisting of these combinations can be included.

前記分散媒を使用することにより、前記スラリー溶液が良好に分散されることに役立つことができる。   Use of the dispersion medium can help the slurry solution to be well dispersed.

前記スラリー溶液は、分散特性を具現するために、超音波処理、ファインミル(fine mill)処理、ボールミル(ball mill)処理、三本ロールミル(three roll mill)処理、スタンプミル(stamp mill)処理、エディーミル(eddy mill)処理、ホモミキサー(homo mixer)処理、遠心混合器(planetary centrifugal mixer)処理、ホモジナイザー(homogenizer)処理又は加振器(vibration shaker)処理など、様々な処理方法を行うことが好ましく、超音波処理されることがより好ましいが、これに限定されない。   The slurry solution may be subjected to ultrasonic treatment, fine mill treatment, ball mill treatment, three roll mill treatment, stamp mill treatment, in order to realize dispersion characteristics. Various processing methods, such as eddy mill processing, homomixer processing, centrifugal mixer processing, homogenizer processing or vibration shaker processing, etc. Preferably, sonication is more preferable, but not limited thereto.

具体的に、前記超音波処理は、前記スラリー溶液の全体を同時にバッチ(batch)方式で超音波処理する方法で行われたり、前記スラリー溶液を連続して循環させて、前記スラリー溶液の一部が連続して超音波処理される方法で行われることができる。   Specifically, the ultrasonic treatment may be performed by a method in which the entire slurry solution is simultaneously ultrasonicated by a batch method, or a part of the slurry solution may be circulated continuously. Can be performed in a manner that is continuously sonicated.

超音波工程を行う機器には、通常、チップ(tip)が形成されており、チップの先端から出る超音波エネルギーを用いてシリコン粒子を分散させるため、このような超音波エネルギーが伝達される面積には限界がある。したがって、大量のスラリー溶液に対して超音波処理を行う場合には、バッチ方式ではなく、前記スラリー溶液を連続して循環させて前記スラリー溶液の一部が連続して超音波処理されるようにする連続循環方式で超音波処理を行うことで、その効率を高めることができる。すなわち、同一電力に対して同一時間内で連続循環方式で超音波処理を行って、より多い量のスラリー溶液を処理することができる。   In an apparatus for performing an ultrasonic process, a tip is usually formed, and silicon particles are dispersed using ultrasonic energy emitted from the tip of the chip. Therefore, an area where such ultrasonic energy is transmitted. Has its limits. Therefore, when ultrasonic treatment is performed on a large amount of slurry solution, the slurry solution is continuously circulated so that a part of the slurry solution is continuously ultrasonicated instead of the batch method. The efficiency can be increased by performing ultrasonic treatment in a continuous circulation system. That is, it is possible to process a larger amount of slurry solution by performing ultrasonic treatment in the continuous circulation method for the same power within the same time.

具体的な工程条件の例として、超音波処理をバッチ方式で行う場合、スラリー溶液1000ml以下に対して100〜500Wattの電力を供給して、30秒〜1時間行うことができる。   As an example of specific process conditions, when ultrasonic treatment is performed in a batch system, power of 100 to 500 Watt is supplied to 1000 ml or less of the slurry solution, and can be performed for 30 seconds to 1 hour.

他の具体的な工程条件の例として、超音波処理を連続循環方式で行う場合、500Wattの電力を供給して、30秒〜1時間超音波処理して、スラリー溶液3600ml/hr程度の量を処理することができる。   As another example of specific process conditions, when ultrasonic treatment is performed in a continuous circulation system, a 500 Watt electric power is supplied and ultrasonic treatment is performed for 30 seconds to 1 hour to obtain an amount of about 3600 ml / hr of slurry solution. Can be processed.

さらに他の具体的な工程条件の例として、超音波処理は、10kHz〜100kHzの超音波を使用してもよく、これに限定されない。   As another example of specific process conditions, ultrasonic treatment may use ultrasonic waves of 10 kHz to 100 kHz, but is not limited thereto.

単に分散媒にシリコン粉末を混合して製造されたスラリー溶液は、シリコン粒子が凝集して塊を形成するため、スラリー溶液を構成するシリコン粒子の平均粒径が増加し、シリコン粒子が均一に分散されていない状態のスラリーになる。   The slurry solution produced by simply mixing silicon powder in the dispersion medium aggregates the silicon particles to form a lump, so the average particle size of the silicon particles constituting the slurry solution increases and the silicon particles are uniformly dispersed. It becomes a slurry in an untreated state.

一方、前記スラリー溶液は、上述のように、例えば、適切な種類の分散媒を選択したり、超音波処理などの分散を改善するための追加工程により分散が良好に行われるようにすることで、シリコン粒子を使用して、スラリー溶液内で約1≦D90/D50≦1.5、約2nm<D50<160nmの分布特性を具現することができる。すなわち、シリコン粉末として、平均粒径が、約2nm〜約200nm、具体的には、約60nm〜約150nmである粉末を使用しても、分散媒に均一に分散された状態のスラリー溶液を得ることができる。   On the other hand, as described above, the slurry solution can be favorably dispersed by, for example, selecting an appropriate type of dispersion medium or performing an additional process for improving dispersion such as ultrasonic treatment. The distribution characteristics of about 1 ≦ D90 / D50 ≦ 1.5 and about 2 nm <D50 <160 nm can be realized in the slurry solution using silicon particles. That is, even when a powder having an average particle diameter of about 2 nm to about 200 nm, specifically about 60 nm to about 150 nm is used as the silicon powder, a slurry solution in a state of being uniformly dispersed in the dispersion medium is obtained. be able to.

前記(b)段階は、炭素原料と前記スラリー溶液を混合して、混合溶液を製造する段階である。   The step (b) is a step of mixing the carbon raw material and the slurry solution to produce a mixed solution.

前記スラリー溶液の分散媒は、前記炭素原料を溶解させることができる。したがって、前記炭素原料を前記スラリー溶液中に溶解させて、混合溶液を準備することができる。   The dispersion medium of the slurry solution can dissolve the carbon raw material. Therefore, the carbon raw material can be dissolved in the slurry solution to prepare a mixed solution.

前記炭素原料が前記シリコンスラリー溶液中に溶解されることから、以降、炭化工程においてSi‐ブロック共重合体コアシェル粒子を捕捉した状態で炭化されて、炭素質マトリックス内に捕捉されて分散されたSi‐ブロック共重合体コアシェル炭化粒子を含む炭素‐シリコン複合体を形成することができる。   Since the carbon raw material is dissolved in the silicon slurry solution, the carbon is subsequently carbonized in a state of capturing the Si-block copolymer core-shell particles in the carbonization step, and is captured and dispersed in the carbonaceous matrix. -A carbon-silicon composite containing block copolymer core-shell carbonized particles can be formed.

前記炭素原料は、炭素質マトリックスを形成するための出発物質であって、伝導性及び非伝導性の場合を区別せずに、すべて使用されることができ、天然黒鉛、人造黒鉛、ソフトカーボン、ハードカーボン、ピッチ、コークス、グラフェン(graphene)、カーボンナノチューブ及びこれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも一つを含むことができる。具体的に、前記炭素原料は、一般的に、石炭系コールタールピッチ又は石油系ピッチを商業的に入手して使用することができる。この際、前記炭素原料として、キノリン不溶分(QI)が0重量%〜20重量%であり、軟化点(SP)が10℃〜120℃であるピッチを使用することが好ましいが、これに限定されない。   The carbon raw material is a starting material for forming a carbonaceous matrix, and can be used without distinguishing between conductive and non-conductive cases, natural graphite, artificial graphite, soft carbon, At least one selected from the group consisting of hard carbon, pitch, coke, graphene, carbon nanotube, and combinations thereof may be included. Specifically, as the carbon raw material, generally, coal-based coal tar pitch or petroleum-based pitch can be obtained and used. At this time, it is preferable to use a pitch having a quinoline insoluble content (QI) of 0 wt% to 20 wt% and a softening point (SP) of 10 ° C. to 120 ° C. as the carbon raw material. Not.

前記炭素原料は、後続する炭化工程により炭化されて、結晶質炭素、非晶質炭素又はこれらすべてを含む炭素質マトリックスとして形成される。   The carbon raw material is carbonized by a subsequent carbonization process to form a carbonaceous matrix including crystalline carbon, amorphous carbon, or all of them.

前記(c)段階は、前記混合溶液に対して、1次炭化工程の後、粉砕を行って、1次炭化物を製造する段階である。   The step (c) is a step of producing a primary carbide by pulverizing the mixed solution after the primary carbonization step.

本発明において、「炭化工程(Carbonization Process)」とは、炭素原料を高温で焼成して無機物を除去し、炭素を残存させる工程を意味する。   In the present invention, the “carbonization process” means a process in which a carbon raw material is baked at a high temperature to remove inorganic substances and leave carbon.

前記1次炭化工程は、前記2次炭化工程より低い温度で行われることが好ましく、1〜20bar下で400〜600℃で1〜24時間行われることがより好ましいが、これに限定されない。前記1次炭化工程が400℃未満の温度で行われる場合、炭素原料内の炭素以外の不純物が除去されない問題があり、600℃を超える温度で行われる場合、一度に多量の不純物が飛散するため処理工程に困難がある。   The primary carbonization step is preferably performed at a temperature lower than that of the secondary carbonization step, and more preferably performed at 400 to 600 ° C. for 1 to 24 hours under 1 to 20 bar, but is not limited thereto. When the primary carbonization step is performed at a temperature lower than 400 ° C., there is a problem that impurities other than carbon in the carbon raw material are not removed. When the temperature is higher than 600 ° C., a large amount of impurities are scattered at a time. There are difficulties in the processing process.

この際、前記1次炭化工程での炭化収率は、40〜80重量%であってもよい。前記1次炭化工程での炭化収率を高めることで揮発分の発生を低減することができ、その処理が容易となり、環境にやさしい工程になることができる。   At this time, the carbonization yield in the primary carbonization step may be 40 to 80% by weight. By increasing the carbonization yield in the primary carbonization step, the generation of volatile matter can be reduced, the treatment can be facilitated, and the process can be friendly to the environment.

前記1次炭化工程の後、粉砕は、公知の方法によって行われることができ、グラインディング、ミキシング及びミリング(milling)からなる群から選択されるいずれか一つの方法によって行われることが好ましく、ミリング方法によって行われることがより好ましいが、これに限定されない。具体的なミリング方法としては、ファインミル(fine mill)、ボールミル(ball mill)、三本ロールミル(three roll mill)、スタンプミル(stamp mill)、エディーミル(eddy mill)又はジェットミル(jet mill)からなる群から選択されるいずれか一つの方法を使用することが好ましく、ゼットミル方法を使用することがより好ましいが、これに限定されない。   After the primary carbonization step, the pulverization may be performed by a known method, and is preferably performed by any one method selected from the group consisting of grinding, mixing, and milling. More preferably, the method is not limited to this. Specific milling methods include a fine mill, a ball mill, a three roll mill, a stamp mill, an eddy mill or a jet mill. It is preferable to use any one method selected from the group consisting of, and more preferably, but not limited to, the use of a zet mill method.

本発明の比較例2及び3で確認することができるように、ゼットミル方法によって粉砕した結果、ボールミル方法によって粉砕した結果に比べて、二次電池の初期効率がより良好である。   As can be confirmed in Comparative Examples 2 and 3 of the present invention, the initial efficiency of the secondary battery is better as a result of pulverization by the zet mill method than in the result of pulverization by the ball mill method.

この際、粉砕後の1次炭化物の、粒子分布で90%累積質量粒子径分布直径をD90とし、50%累積質量粒子径分布直径をD50としたとき、1≦D90/D50≦2.5であり、3μm<D50<10μmであってもよい。   At this time, when the 90% cumulative mass particle diameter distribution diameter of the primary carbide after pulverization is D90 and the 50% cumulative mass particle diameter distribution diameter is D50, 1 ≦ D90 / D50 ≦ 2.5 Yes, it may be 3 μm <D50 <10 μm.

このような1次炭化工程後の粉砕により、炭化物の状態が多少柔軟なときに粉砕を行うことにより、粉砕効率を高めることができ、均一な粒子を形成することで二次電池の初期効率及び出力特性をより向上させることができる。   By pulverization after the primary carbonization step, the pulverization efficiency can be increased by performing pulverization when the state of the carbide is somewhat flexible. By forming uniform particles, the initial efficiency of the secondary battery and The output characteristics can be further improved.

前記(d)段階は、前記1次炭化物に対して、2次炭化工程の後、粉砕を行って、2次炭化物を製造する段階である。   The step (d) is a step of manufacturing the secondary carbide by pulverizing the primary carbide after the secondary carbonization step.

前記2次炭化工程は、前記1次炭化工程より高い温度で行われることが好ましく、1〜20bar下で900〜1400℃で1〜24時間行われることがより好ましいが、これに限定されない。前記2次炭化工程が900℃未満の温度で行われる場合、炭素原料内の炭素以外の不純物又は官能基が完全に除去されない問題があり、1400℃を超える温度で行われる場合、シリコン‐炭素粒子の生成及びシリコンの溶融が生じる問題がある。   The secondary carbonization step is preferably performed at a higher temperature than the primary carbonization step, and more preferably performed at 900 to 1400 ° C. for 1 to 24 hours under 1 to 20 bar, but is not limited thereto. When the secondary carbonization step is performed at a temperature lower than 900 ° C., there is a problem that impurities or functional groups other than carbon in the carbon raw material are not completely removed. When the secondary carbonization step is performed at a temperature higher than 1400 ° C., silicon-carbon particles Generation of silicon and melting of silicon occur.

この際、前記2次炭化工程での炭化収率は、80重量%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましいが、これに限定しない。すなわち、2次炭化工程での炭化収率は、1次炭化工程での炭化収率より高いことを特徴とする。   At this time, the carbonization yield in the secondary carbonization step is preferably 80% by weight or more, and more preferably 90% or more, but is not limited thereto. That is, the carbonization yield in the secondary carbonization process is higher than the carbonization yield in the primary carbonization process.

前記2次炭化工程後の粉砕方法は、1次炭化工程後の粉砕方法について上述したとおりである。   The pulverization method after the secondary carbonization step is as described above for the pulverization method after the primary carbonization step.

すなわち、本発明の比較例2及び3で確認することができるように、ゼットミル方法によって粉砕した結果、ボールミル方法によって粉砕した結果に比べて、二次電池の初期効率がより良好である。   That is, as can be confirmed in Comparative Examples 2 and 3 of the present invention, the initial efficiency of the secondary battery is better as a result of pulverization by the zet mill method than by pulverization by the ball mill method.

この際、粉砕後の2次炭化物の、粒子分布で90%累積質量粒子径分布直径をD90とし、50%累積質量粒子径分布直径をD50としたとき、1≦D90/D50≦2であり、3μm<D50<10μmであってもよい。   At this time, when the 90% cumulative mass particle size distribution diameter in the particle distribution of the secondary carbide after pulverization is D90 and the 50% cumulative mass particle size distribution diameter is D50, 1 ≦ D90 / D50 ≦ 2. It may be 3 μm <D50 <10 μm.

このような1次炭化工程後の粉砕により、均一な粒子を形成することで、二次電池の初期効率及び出力特性をより向上させることができる。   By forming uniform particles by pulverization after the primary carbonization step, the initial efficiency and output characteristics of the secondary battery can be further improved.

すなわち、本発明に係る炭素‐シリコン複合体の製造方法のように、1次及び2次炭化工程の後、それぞれ粉砕を行った場合、未粉砕物を除去し、粒子径が均一で、表面が丸い粒子を得ることができる。これにより、初期充放電の際に粗い表面を有する粒子の生成や未粉砕物で生じる副反応を低減することができ、初期効率を高めることができる。なお、粒子が球形に近くなり、表面の屈曲が減少する場合、リチウムの吸蔵/放出が迅速に行われるため、出力特性をより向上させることができる。   That is, as in the method for producing a carbon-silicon composite according to the present invention, when pulverization is performed after the primary and secondary carbonization steps, unpulverized material is removed, the particle diameter is uniform, and the surface is Round particles can be obtained. As a result, the generation of particles having a rough surface during the initial charge / discharge and the side reaction caused by the unpulverized product can be reduced, and the initial efficiency can be increased. Note that when the particles are close to a sphere and the surface bending is reduced, the insertion / release of lithium is performed rapidly, so that the output characteristics can be further improved.

また、本発明は、前記方法により製造される炭素‐シリコン複合体を提供する。   The present invention also provides a carbon-silicon composite produced by the above method.

前記炭素‐シリコン複合体の製造方法により製造された前記炭素‐シリコン複合体は、Si‐ブロック共重合体コアシェル炭化粒子が炭素質マトリックスとともに複合体を形成する製造過程中にSi‐ブロック共重合体コアシェル炭化粒子が凝集しないようにして、Si‐ブロック共重合体コアシェル炭化粒子が大きく凝集して形成されず、且つ炭素質マトリックス内に均一且つ良好に分散されるように形成される。このように、前記Si‐ブロック共重合体コアシェル炭化粒子は、前記炭素‐シリコン複合体の炭素質マトリックス全体にわたり均一に分散されて形成されることができる。このような炭素‐シリコン複合体は、リチウム二次電池の負極活物質の用途に適用する場合、高容量のシリコン特性を効果的に発揮させ、且つ初期効率を高め、充放電の際に体積膨張の問題を緩和することで、リチウム二次電池の寿命特性を向上させることができる。また、過酷な放電条件、すなわち、放電率が高い場合にも高容量を発現することができる出力特性を向上させることができる。   The carbon-silicon composite manufactured by the method for manufacturing the carbon-silicon composite is formed by the Si-block copolymer during the manufacturing process in which the Si-block copolymer core-shell carbonized particles form a composite with the carbonaceous matrix. The core-shell carbonized particles are not agglomerated so that the Si-block copolymer core-shell carbonized particles are not largely agglomerated and formed so as to be uniformly and well dispersed in the carbonaceous matrix. In this way, the Si-block copolymer core-shell carbonized particles may be uniformly dispersed throughout the carbonaceous matrix of the carbon-silicon composite. Such a carbon-silicon composite, when applied to a negative electrode active material for a lithium secondary battery, effectively exhibits high-capacity silicon characteristics, enhances initial efficiency, and expands during charge and discharge. By alleviating this problem, the life characteristics of the lithium secondary battery can be improved. Further, it is possible to improve output characteristics capable of expressing a high capacity even under severe discharge conditions, that is, when the discharge rate is high.

Si‐ブロック共重合体コアシェル炭化粒子がより均一且つ良好に分散された炭素‐シリコン複合体は、同一含有量のシリコンを含んでも、より優れた容量を具現することができる。例えば、シリコン理論容量の約80%以上に具現されることができる。   Even if the carbon-silicon composite in which the Si-block copolymer core-shell carbonized particles are more uniformly and well dispersed contains the same content of silicon, a more excellent capacity can be realized. For example, it can be implemented to about 80% or more of the theoretical silicon capacity.

具体的に、前記炭素‐シリコン複合体は、球形又は球形に近い粒子に形成されることができ、前記炭素‐シリコン複合体の粒子径が0.5μm〜50μmであってもよい。前記範囲の粒子径を有する炭素‐シリコン複合体は、リチウム二次電池の負極活物質として適用する場合、高容量のシリコン特性による充電容量を効果的に発揮させ、且つ初期効率を高め、充放電の際に体積膨張の問題を緩和することで、リチウム二次電池の寿命及び出力特性を向上させることができる。   Specifically, the carbon-silicon composite may be formed into a spherical or nearly spherical particle, and the carbon-silicon composite may have a particle diameter of 0.5 μm to 50 μm. The carbon-silicon composite having a particle size in the above range effectively exhibits the charge capacity due to the high-capacity silicon characteristics when applied as a negative electrode active material of a lithium secondary battery, and enhances the initial efficiency and charge / discharge. In this case, the life and output characteristics of the lithium secondary battery can be improved by alleviating the problem of volume expansion.

前記炭素‐シリコン複合体は、Siに対するCの質量比が、1:99〜10:90であることが好ましいが、これに限定されない。前記炭素‐シリコン複合体は、前記数値範囲内でも高含有量でシリコンを含有することができるという利点があり、高含有量のシリコンを含有し、且つシリコン粒子が良好に分散されていることから、シリコンを負極活物質として使用する場合に問題となる充放電の際の体積膨張の問題を改善することができる。   The carbon-silicon composite preferably has a mass ratio of C to Si of 1:99 to 10:90, but is not limited thereto. The carbon-silicon composite has the advantage that it can contain silicon at a high content even within the above numerical range, because it contains a high content of silicon and the silicon particles are well dispersed. In addition, the problem of volume expansion during charge / discharge, which is a problem when silicon is used as the negative electrode active material, can be improved.

この際、前記炭素‐シリコン複合体は、二次電池の性能を低下させうる酸化物をほとんど含まないため、酸素(O)の含有量が非常に低い。具体的に、前記コア層は、酸素(O)の含有量が0重量%〜1重量%であってもよい。また、前記炭素質マトリックスは、他の不純物及び副産物の化合物をほとんど含まず、ほぼ炭素で構成されており、具体的に、前記炭素質マトリックス中のCの含有量が、70重量%〜100重量%であってもよい。   At this time, since the carbon-silicon composite contains almost no oxide that can deteriorate the performance of the secondary battery, the content of oxygen (O) is very low. Specifically, the core layer may have an oxygen (O) content of 0 wt% to 1 wt%. The carbonaceous matrix contains almost no other impurities and by-product compounds and is substantially composed of carbon. Specifically, the carbonaceous matrix has a C content of 70 wt% to 100 wt%. %.

(二次電池用負極)
本発明は、前記炭素‐シリコン複合体と、導電材と、結合材と、増粘剤と、を含む負極スラリーを負極集電体にコーティングしてなる二次電池用負極を提供する。
(Anode for secondary battery)
The present invention provides a negative electrode for a secondary battery formed by coating a negative electrode current collector with a negative electrode slurry containing the carbon-silicon composite, a conductive material, a binder, and a thickener.

前記二次電池用負極は、前記炭素‐シリコン複合体と、導電材と、結合材と、増粘剤と、を含む負極スラリーを負極集電体にコーティングし、乾燥及び圧延して形成される。   The negative electrode for a secondary battery is formed by coating a negative electrode slurry containing the carbon-silicon composite, a conductive material, a binder, and a thickener on a negative electrode current collector, followed by drying and rolling. .

前記導電材としては、炭素系物質、金属物質、金属酸化物及び電気伝導性高分子からなる群から選択されるいずれか一つ以上が使用されることができ、具体的に、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、カーボンファイバー、フラーレン、銅、ニッケル、アルミニウム、銀、酸化コバルト、酸化チタン、ポリフェニレン誘導体、ポリチオフェン、ポリアセン、ポリアセチレン、ポリピロール及びポリアニリンなどが使用されることができる。   As the conductive material, any one or more selected from the group consisting of a carbon-based material, a metal material, a metal oxide, and an electrically conductive polymer can be used. Specifically, carbon black, acetylene Black, ketjen black, furnace black, carbon fiber, fullerene, copper, nickel, aluminum, silver, cobalt oxide, titanium oxide, polyphenylene derivatives, polythiophene, polyacene, polyacetylene, polypyrrole, polyaniline, and the like can be used.

前記結合材としては、スチレン‐ブタジエンゴム(SBR、Styrene‐Butadiene Rubber)、カルボキシメチルセルロース(CMC、Carboxymethyl cellulose)、ビニリデンフルオライド‐ヘキサフルオロプロピレンコポリマー(PVDF‐co‐HFP)、ポリビニリデンフルオライド(polyvinylidenefluoride)、ポリアクリロニトリル(polyacrylonitrile)、ポリメチルメタクリレート(polymethylmethacrylate)などの各種のバインダー高分子が使用されることができ、前記増粘剤は、粘度調節のためのものであって、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース及びヒドロキシプロピルセルロースなどが使用されることができる。   Examples of the binder include styrene-butadiene rubber (SBR, Styrene-Butadiene Rubber), carboxymethyl cellulose (CMC), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (PVDF-co-HFP), polyvinylidene fluoride (polyvinyl). ), Polyacrylonitrile, polymethylmethacrylate, and the like, and the thickener is used for viscosity adjustment, and includes carboxymethylcellulose and hydroxymethylcellulose. Hydroxyethyl cellulose and Hydroxypropyl cellulose and the like can be used.

前記負極集電体としては、ステンレス鋼、ニッケル、銅、チタン、又はこれらの合金などが使用されることができ、これらのうち銅又は銅合金が最も好ましい。   As the negative electrode current collector, stainless steel, nickel, copper, titanium, or an alloy thereof can be used, and among these, copper or a copper alloy is most preferable.

前記炭素‐シリコン複合体:導電材:結合材:増粘剤の重量比は、70〜91:5〜10:2〜10:2〜10であってもよい。   The weight ratio of the carbon-silicon composite: conductive material: binding material: thickener may be 70 to 91: 5 to 10: 2 to 10: 2 to 10.

(二次電池)
本発明は、前記二次電池用負極を含む二次電池を提供する。
(Secondary battery)
The present invention provides a secondary battery including the negative electrode for a secondary battery.

前記二次電池は、二次電池用負極活物質としてナノサイズのSi‐ブロック共重合体コアシェル炭化粒子が非常に均一に分散されて含まれた炭素‐シリコン複合体を使用したところ、充電容量及び寿命特性がより向上したことを特徴とする。   The secondary battery uses a carbon-silicon composite containing nano-sized Si-block copolymer core-shell carbonized particles dispersed very uniformly as a negative electrode active material for a secondary battery. It is characterized by improved life characteristics.

前記二次電池は、前記二次電池用負極と、正極活物質を含む正極と、分離膜と、電解液と、を含んで形成される。   The secondary battery is formed to include the secondary battery negative electrode, a positive electrode including a positive electrode active material, a separation membrane, and an electrolytic solution.

前記正極活物質として使用される材料としては、LiMn、LiCoO、LiNIO、LiFeOなど、リチウムを吸蔵、放出することができる化合物などが使用されることができる。 Examples of the material used as the positive electrode active material may be LiMn 2 O 4, LiCoO 2, such as LiNiO 2, LiFeO 2, it absorbs lithium, and compounds capable of releasing is used.

前記負極と正極との間で前記電極を絶縁させる分離膜としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのオレフィン系多孔性フィルムが使用されることができる。   As a separation membrane that insulates the electrode between the negative electrode and the positive electrode, an olefin-based porous film such as polyethylene or polypropylene can be used.

また、前記電解液としては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ベンゾニトリル、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、2‐メチルテトラヒドロフラン、γ‐ブチロラクトン、ジオキソラン、4‐メチルジオキソラン、N,N‐ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ジオキサン、1,2‐ジメトキシエタン、スルホラン、ジクロロエタン、クロロベンゼン、ニトロベンゼン、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、メチルイソプロピルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、ジプロピルカーボネート、ジイソプロピルカーボネート、ジブチルカーボネート、ジエチレングリコール、又はジメチルエーテルなどの一つ以上の非プロトン性溶媒に、LiPF、LiBF、LiSbF、LiAsF、LiClO、LiCFSO、Li(CFSON、LiCSO、LiSbF、LiAlO、LiAlCl、LiN(C2x+1SO)(C2y+1SO)(ただし、x、yは、自然数)、LiCl、LiIなどのリチウム塩からなる一つ以上の電解質を混合して溶解したものが使用されることができる。 Examples of the electrolyte include propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, benzonitrile, acetonitrile, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, γ-butyrolactone, dioxolane, 4-methyldioxolane, N, N-dimethylformamide, dimethylacetamide, Dimethyl sulfoxide, dioxane, 1,2-dimethoxyethane, sulfolane, dichloroethane, chlorobenzene, nitrobenzene, dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl propyl carbonate, methyl isopropyl carbonate, ethyl propyl carbonate, dipropyl carbonate, diisopropyl carbonate, dibutyl Carbonate, diethylene glycol, or di One or more aprotic solvents such as Chirueteru, LiPF 6, LiBF 4, LiSbF 6, LiAsF 6, LiClO 4, LiCF 3 SO 3, Li (CF 3 SO 2) 2 N, LiC 4 F 9 SO 3, LiSbF 6, LiAlO 4, LiAlCl 4 , LiN (C x F 2x + 1SO 2) (C y F 2y + 1SO 2) ( however, x, y are natural numbers), LiCl, one or more of lithium salts, such as LiI A solution in which an electrolyte is mixed and dissolved can be used.

前記二次電池の多数を電気的に連結して含む中大型電池モジュール又は電池パックを提供することができるが、前記中大型電池モジュール又は電池パックは、パワーツール(Power Tool);電気自動車(Electric Vehicle、EV)と、ハイブリッド電気自動車(Hybrid Electric Vehicle、HEV)と、プラグインハイブリッド電気自動車(Plug‐in Hybrid Electric Vehicle、PHEV)と、を含む電気自動車;電気トラック;電気商用車;又は電力貯蔵用システムのいずれか一つ以上の中大型デバイス電源として用いられることができる。   A medium- and large-sized battery module or a battery pack including a large number of the secondary batteries that are electrically connected to each other can be provided. The medium- or large-sized battery module or the battery pack includes a power tool; an electric vehicle. Electric vehicle including: Vehicle, EV), Hybrid Electric Vehicle (HEV), Plug-in Hybrid Electric Vehicle (PHEV); Electric Truck; Electric Commercial Vehicle; or Power Storage It can be used as a medium power device for any one or more of the system.

以下、本発明を容易に理解するために、好ましい実施例を提示する。しかし、下記の実施例は、本発明をより容易に理解するために提供されるものであって、下記実施例により本発明の内容が限定されるものではない。   Hereinafter, in order to easily understand the present invention, preferred examples are presented. However, the following examples are provided for easier understanding of the present invention, and the contents of the present invention are not limited by the following examples.

[実施例]
(実施例1)
(二次電池用負極活物質の製造)
ポリアクリル酸とポリアクリロニトリルを可逆的付加‐開裂連鎖移動(reversible addition fragmentation chain transfer)方法でポリアクリル酸‐ポリアクリロニトリルブロック共重合体を合成した。この際、ポリアクリル酸の数平均分子量(M)は4090g/molであり、ポリアクリロニトリルの数平均分子量(M)は29370g/molである。ポリアクリル酸‐ポリアクリロニトリルブロック共重合体0.25gをN‐メチル‐2‐ピロリドン(NMP)分散媒44.75gに混合した。混合した溶液45gに平均粒径が50nmであるSi粒子5gを添加した。Si粒子が添加された溶液を超音波ホーン(sonic horn)により、20kHzの超音波で30分間処理することで、スラリー溶液を製造した。この際、スラリー溶液に対して、動的光散乱法(Dynamic light scattering)(測定機器:ELS‐Z2、Otsuka Electronics社製)によってSi‐ブロック共重合体コアシェル粒子の分布特性を測定した結果、D90/D50が1.37であり、D50が92.8nmであった。
[Example]
Example 1
(Manufacture of negative electrode active materials for secondary batteries)
A polyacrylic acid-polyacrylonitrile block copolymer was synthesized by the reversible addition-fragmentation chain transfer method of polyacrylic acid and polyacrylonitrile. At this time, the number average molecular weight (M n ) of polyacrylic acid is 4090 g / mol, and the number average molecular weight (M n ) of polyacrylonitrile is 29370 g / mol. 0.25 g of polyacrylic acid-polyacrylonitrile block copolymer was mixed with 44.75 g of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) dispersion medium. To 45 g of the mixed solution, 5 g of Si particles having an average particle diameter of 50 nm was added. A slurry solution was prepared by treating the solution to which the Si particles were added with an ultrasonic horn for 20 minutes with an ultrasonic wave of 20 kHz. At this time, as a result of measuring the distribution characteristics of the Si-block copolymer core-shell particles with respect to the slurry solution by a dynamic light scattering method (measuring instrument: ELS-Z2, manufactured by Otsuka Electronics), D90 / D50 was 1.37 and D50 was 92.8 nm.

炭素原料として、ピッチ(QI:4重量%、SP:30℃)120gと、前記スラリー溶液34gを混合及び分散した後、蒸留して、NMPを除去した。次に、7bar下で500℃で6時間1次炭化させた後、ゼットミル(jet‐mill)方法によって1次粉砕して、D90/D50が2.15であり、D50が7.7μmである粒子分布を有する1次炭化物を製造した。次に、1bar下で1000℃で1時間2次炭化させた後、ゼットミル(jet‐mill)方法によって2次粉砕して、粉砕収率が90%以上であり、D90/D50が1.76であり、D50が7μmである粒子分布を有する2次炭化物を製造することで、炭素‐シリコン複合体を製造した。この際、炭素‐シリコン複合体は、Siに対するCの質量比が4:96である。   As a carbon raw material, 120 g of pitch (QI: 4 wt%, SP: 30 ° C.) and 34 g of the slurry solution were mixed and dispersed, and then distilled to remove NMP. Next, after primary carbonization at 500 ° C. under 7 bar for 6 hours, primary grinding by a jet-mill method, particles having D90 / D50 of 2.15 and D50 of 7.7 μm A primary carbide having a distribution was produced. Next, secondary carbonization was performed at 1000 ° C. for 1 hour under 1 bar, and then secondary pulverization was performed by a jet-mill method. The pulverization yield was 90% or more, and D90 / D50 was 1.76. A carbon-silicon composite was manufactured by manufacturing a secondary carbide having a particle distribution with a D50 of 7 μm. At this time, the carbon-silicon composite has a mass ratio of C to Si of 4:96.

(二次電池用負極の製造)
前記炭素‐シリコン複合体:カーボンブラック(CB):カルボキシメチルセルロース(CMC):スチレンブタジエン(SBR)を91:5:2:2の重量比で水に混合して、負極スラリー用組成物を製造した。これを銅集電体にコーティングし、110℃のオーブンで約1時間乾燥及び圧延して、二次電池用負極を製造した。
(Manufacture of negative electrode for secondary battery)
The carbon-silicon composite: carbon black (CB): carboxymethyl cellulose (CMC): styrene butadiene (SBR) was mixed with water at a weight ratio of 91: 5: 2: 2 to prepare a negative electrode slurry composition. . This was coated on a copper current collector and dried and rolled in an oven at 110 ° C. for about 1 hour to produce a negative electrode for a secondary battery.

(二次電池の製造)
前記二次電池用負極、分離膜、電解液(エチレンカーボネート:ジメチルカーボネート(1:1の重量比)の混合溶媒として、1.0M LiPF添加)、リチウム電極の順に積層して、コインセル(coin cell)形態の二次電池を製造した。
(Manufacture of secondary batteries)
The negative electrode for a secondary battery, a separation membrane, an electrolyte solution (1.0M LiPF 6 added as a mixed solvent of ethylene carbonate: dimethyl carbonate (1: 1 weight ratio)), a lithium electrode, and a coin cell are sequentially stacked. cell) type secondary battery was manufactured.

(実施例2)
実施例1と同一条件で行うが、1100℃で1時間2次炭化させて炭素‐シリコン複合体及びこれを適用した二次電池用負極と二次電池を製造した。
(Example 2)
Although it carried out on the same conditions as Example 1, it carbonized for 1 hour at 1100 degreeC, and the carbon-silicon composite_body | complex, the negative electrode for secondary batteries and the secondary battery which applied this were manufactured.

(実施例3)
実施例1と同一条件で行うが、炭素原料としてピッチ(QI:0重量%、SP:110℃)を使用して炭素‐シリコン複合体及びこれを適用した二次電池用負極と二次電池を製造した。
(Example 3)
The same conditions as in Example 1 were used except that a carbon-silicon composite and a negative electrode for a secondary battery and a secondary battery to which the carbon-silicon composite was applied using pitch (QI: 0 wt%, SP: 110 ° C.) as a carbon raw material Manufactured.

(比較例1)
実施例1と同一条件で行うが、850℃で1時間2次炭化させて、炭素‐シリコン複合体及びこれを適用した二次電池用負極と二次電池を製造した。
(Comparative Example 1)
Although it carried out on the same conditions as Example 1, it carbonized for 1 hour at 850 degreeC, and the carbon-silicon composite_body | complex, the negative electrode for secondary batteries and the secondary battery which applied this were manufactured.

(比較例2)
比較例1と同一条件で行うが、1次炭化工程後の1次粉砕を省略し、2次炭化工程の後、ボールミル(ball‐milling)方法によって粉砕して、炭素‐シリコン複合体及びこれを適用した二次電池用負極と二次電池を製造した。この際、2次炭化物の粒子分布は50μm以下であり、粉砕収率は60%以下である。
(Comparative Example 2)
Although the same conditions as in Comparative Example 1 are used, the primary pulverization after the primary carbonization step is omitted, and after the secondary carbonization step, pulverization is performed by a ball-milling method. The applied secondary battery negative electrode and secondary battery were manufactured. At this time, the particle distribution of the secondary carbide is 50 μm or less, and the pulverization yield is 60% or less.

(比較例3)
比較例1と同一条件で行うが、1次炭化工程後の1次粉砕を省略し、2次炭化工程の後、ゼットミル(jet‐milling)方法によって粉砕して、炭素‐シリコン複合体及びこれを適用した二次電池用負極と二次電池を製造した。この際、2次炭化物の粒子分布はD50=7.9μmであり、粉砕収率は30%以下である。
(Comparative Example 3)
Although the same conditions as in Comparative Example 1 are used, the primary pulverization after the primary carbonization step is omitted, and after the secondary carbonization step, pulverization is performed by a jet-milling method. The applied secondary battery negative electrode and secondary battery were manufactured. At this time, the particle distribution of the secondary carbide is D50 = 7.9 μm, and the pulverization yield is 30% or less.

(比較例4)
比較例1と同一条件で行うが、1次炭化工程を省略して、炭素‐シリコン複合体及びこれを適用した二次電池用負極と二次電池を製造した。
(Comparative Example 4)
Although it carried out on the same conditions as the comparative example 1, the primary carbonization process was abbreviate | omitted and the negative electrode for secondary batteries and secondary battery which applied this, and the carbon-silicon composite_body | complex were manufactured.

(実験例1)
実施例1〜3及び比較例1〜4で製造された二次電池に対して、下記条件で充放電実験を行った。
(Experimental example 1)
The secondary battery manufactured in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 was subjected to charge / discharge experiments under the following conditions.

1g重量当たり300mAを1Cと仮定したとき、充電条件として0.2Cで0.01Vまで定電流、0.01Vで0.01Cまで定電圧で制御し、放電条件として0.2Cで1.5Vまで定電流で測定した。   Assuming that 300 mA per 1 g weight is 1 C, the charging condition is controlled at a constant current of 0.2 V to 0.01 V, the constant voltage from 0.01 V to 0.01 C, and the discharging condition is up to 1.5 V at 0.2 C. Measured at a constant current.

初期放電容量を初期充電容量で除した初期効率及び初期放電容量に対して、25サイクル後の放電容量維持率を%に換算した25サイクル後の放電容量維持率(%)の結果を下記表1に記載した。   Table 1 shows the results of the discharge capacity retention rate (%) after 25 cycles in which the discharge capacity retention rate after 25 cycles is converted to% with respect to the initial efficiency and initial discharge capacity obtained by dividing the initial discharge capacity by the initial charge capacity. It was described in.

表1を参照すると、実施例1〜3で製造された二次電池は、1次炭化工程の後、ゼットミル(jet‐mill)方法によって1次粉砕を行い、1000℃以上で2次炭化工程を行って製造された炭素‐シリコン複合体を負極活物質として使用した結果、初期効率が大幅に向上したことを確認することができる一方、比較例1のように1000℃未満で2次炭化工程を行った場合、炭素の結晶化度が低くて不安定性が高くなり、初期効率が低下する結果を示している。   Referring to Table 1, the secondary batteries manufactured in Examples 1 to 3 were subjected to primary pulverization by a jet-mill method after the primary carbonization step, and the secondary carbonization step was performed at 1000 ° C. or higher. As a result of using the carbon-silicon composite produced and used as the negative electrode active material, it can be confirmed that the initial efficiency has been greatly improved. On the other hand, the secondary carbonization step is performed at less than 1000 ° C. as in Comparative Example 1. When performed, the carbon crystallinity is low, the instability is increased, and the initial efficiency is decreased.

比較例2〜3で製造された二次電池は、2次炭化工程で温度の影響とともに1次粉砕を省略したところ、最終炭化物の粒子分布が均一でなく、未粉砕物の粒子が多量存在するため、比較例1よりも初期効率が著しく低下した。   In the secondary batteries manufactured in Comparative Examples 2 to 3, when the primary pulverization was omitted along with the influence of temperature in the secondary carbonization step, the final carbide particle distribution was not uniform, and a large amount of unpulverized particles existed. Therefore, the initial efficiency was significantly lower than that of Comparative Example 1.

図2は比較例3(図2の(A))及び実施例1(図2の(B))で製造された最終炭化物に対するSEMイメージである。図2を参照すると、比較例3(図2の(A))で製造された最終炭化物は、実施例1(図2の(B))で製造された最終炭化物に比べて、粒子分布が均一でなく、未粉砕物の粒子が多量存在することを確認することができる。   FIG. 2 is an SEM image of the final carbide produced in Comparative Example 3 (FIG. 2A) and Example 1 (FIG. 2B). Referring to FIG. 2, the final carbide produced in Comparative Example 3 (FIG. 2A) has a more uniform particle distribution than the final carbide produced in Example 1 (FIG. 2B). In addition, it can be confirmed that a large amount of unpulverized particles are present.

また、比較例1〜3で製造された二次電池は、1次及び2次炭化工程をすべて行った結果、25サイクル後にも放電容量低下の問題を著しく改善したことを確認することができる一方、1次炭化工程を省略し、2次炭化工程のみ行って製造された比較例4は、25サイクル後、放電容量が大幅に低下して、シリコン使用の際に典型的に発生する容量低下の問題が現れた。   The secondary batteries manufactured in Comparative Examples 1 to 3 can be confirmed to have significantly improved the problem of reduction in discharge capacity even after 25 cycles as a result of performing all the primary and secondary carbonization steps. In Comparative Example 4 manufactured by omitting the primary carbonization step and performing only the secondary carbonization step, the discharge capacity is greatly reduced after 25 cycles, and the capacity reduction typically generated when using silicon is reduced. A problem appeared.

一方、炭素原料として、ピッチの場合、キノリン不溶分(QI)の含有量と軟化点(SP)に応じて充放電の結果が異なるが、キノリン不溶分(QI)が0〜4重量%であり、軟化点(SP)が30〜110℃である場合、二次電池の初期効率及び寿命特性が向上した結果を示す。   On the other hand, in the case of pitch as a carbon raw material, the results of charging and discharging differ depending on the content of quinoline insoluble matter (QI) and the softening point (SP), but the quinoline insoluble content (QI) is 0 to 4% by weight. When the softening point (SP) is 30 to 110 ° C., the results show that the initial efficiency and life characteristics of the secondary battery are improved.

特に、実施例1で製造された二次電池は、キノリン不溶分(QI)が4重量%であり、軟化点(SP)が20℃であるピッチを使用して、1次炭化工程の後、1次粉砕を行い、1000℃で2次炭化工程の後、2次粉砕を行って製造された炭素‐シリコン複合体を負極活物質として使用したところ、二次電池の初期効率及び寿命特性をより向上させることができることを確認することができた。 In particular, the secondary battery manufactured in Example 1 has a quinoline insoluble content (QI) of 4 wt% and a pitch having a softening point (SP) of 20 ° C., after the primary carbonization step, When the carbon-silicon composite produced by performing primary pulverization, secondary carbonization process at 1000 ° C. and then secondary pulverization is used as the negative electrode active material, the initial efficiency and life characteristics of the secondary battery are further improved. It was confirmed that it could be improved.

(実験例2)
実施例1〜2及び比較例1で製造された二次電池に対して、下記条件で放電率別特性を評価した。1g重量当たり300mAを1Cと仮定したとき、充電条件として0.2Cで0.01Vまで定電流、0.01Vで0.01Cまで定電圧で制御し、放電条件として0.2C、0.5C、1C、2Cで各5サイクルずつ1.5Vまで定電流で測定した。
(Experimental example 2)
With respect to the secondary batteries manufactured in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, the characteristics by discharge rate were evaluated under the following conditions. Assuming that 300 mA per 1 g weight is 1 C, the charging conditions are controlled at 0.2 C to a constant current of 0.01 V, 0.01 V to a constant voltage of 0.01 C, and the discharging conditions are 0.2 C, 0.5 C, Measurement was performed at a constant current up to 1.5 V for 5 cycles each at 1C and 2C.

図3は実施例1〜2及び比較例1で製造された二次電池に対して、放電率別容量を測定して、各放電率による容量維持率の結果を示すグラフである。   FIG. 3 is a graph showing the results of capacity retention ratios for the secondary batteries manufactured in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 by measuring the capacity for each discharge rate.

図3を参照すると、実施例1〜2で製造された二次電池は、放電率が0.2Cから2Cに徐々に過酷な条件で放電する場合にも容量維持率が高い反面、比較例1で製造された二次電池は、0.2Cから容量維持率の低下が現れ、2Cでは急激な容量維持率の低下が現れた。   Referring to FIG. 3, the secondary batteries manufactured in Examples 1 and 2 have a high capacity retention rate even when the discharge rate is gradually discharged from 0.2 C to 2 C under severe conditions. As for the secondary battery manufactured by (2), the capacity maintenance rate decreased from 0.2C, and the capacity maintenance rate suddenly decreased at 2C.

すなわち、1000℃以上の高い温度で2次炭化工程を行う場合、二次電池の出力特性をより向上させることができることを確認することができた。   That is, when performing a secondary carbonization process at high temperature of 1000 degreeC or more, it has confirmed that the output characteristic of a secondary battery could be improved more.

上述の本発明の説明は、例示のためのものであって、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想や必須の特徴を変更することなく、他の具体的な形態に容易に変形することができることを理解することができる。したがって、以上で記述した実施例は、すべての面において例示的なものであって限定的なものではないことを理解すべきである。   The above description of the present invention is for illustrative purposes, and any person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs can be used without changing the technical idea and essential features of the present invention. It can be understood that it can be easily transformed into other specific forms. Accordingly, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all aspects and not limiting.

Claims (9)

(a)Si‐ブロック共重合体コアシェル粒子を含むスラリー溶液を準備する段階と、
(b)炭素原料と前記スラリー溶液を混合して、混合溶液を製造する段階と、
(c)前記混合溶液に対して、1次炭化工程の後、粉砕を行って、1次炭化物を製造する段階と、
(d)前記1次炭化物に対して、2次炭化工程の後、粉砕を行って、2次炭化物を製造する段階と、を含む、炭素‐シリコン複合体の製造方法であって、
前記(c)段階において、1次炭化工程は、400〜600℃で、前記(d)段階において、2次炭化工程は、900〜1400℃で行われることを特徴とする、炭素‐シリコン複合体の製造方法。
(A) providing a slurry solution comprising Si-block copolymer core-shell particles;
(B) mixing the carbon raw material and the slurry solution to produce a mixed solution;
(C) performing a pulverization after the primary carbonization step on the mixed solution to produce a primary carbide;
(D) a method of producing a carbon-silicon composite, comprising the step of grinding the primary carbide after the secondary carbonization step to produce the secondary carbide,
In step (c), the primary carbonization step, 4 00-600 ° C., in step (d), second carbonization step is characterized by dividing the line at 9 00 to 1400 ° C., carbon - silicon A method for producing a composite.
前記(c)及び(d)段階において、粉砕は、ミリング(milling)方法によって行われる、請求項1に記載の炭素‐シリコン複合体の製造方法。 The method according to claim 1, wherein in the steps (c) and (d), the pulverization is performed by a milling method. 前記(a)段階において、Si‐ブロック共重合体コアシェル粒子の、前記スラリー溶液内の粒子分布で90%累積質量粒子径分布直径をD90とし、50%累積質量粒子径分布直径をD50としたとき、1≦D90/D50≦1.5であり、2nm<D50<160nmである、請求項1に記載の炭素‐シリコン複合体の製造方法。 In the step (a), when the 90% cumulative mass particle size distribution diameter of the Si-block copolymer core-shell particles in the slurry solution is D90 and the 50% cumulative mass particle size distribution diameter is D50 2. The method for producing a carbon-silicon composite according to claim 1, wherein 1 ≦ D90 / D50 ≦ 1.5 and 2 nm <D50 <160 nm. 前記(b)段階において、炭素原料は、天然黒鉛、人造黒鉛、ソフトカーボン、ハードカーボン、ピッチ、焼成されたコークス、グラフェン(graphene)、カーボンナノチューブ及びこれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも一つを含む、請求項1に記載の炭素‐シリコン複合体の製造方法。 In the step (b), the carbon raw material is at least one selected from the group consisting of natural graphite, artificial graphite, soft carbon, hard carbon, pitch, calcined coke, graphene, carbon nanotube, and combinations thereof. The method for producing a carbon-silicon composite according to claim 1, comprising: 前記ピッチは、キノリン不溶分(QI)が0重量%〜20重量%であり、軟化点(SP)が10℃〜120℃である、請求項4に記載の炭素‐シリコン複合体の製造方法。 The method for producing a carbon-silicon composite according to claim 4, wherein the pitch has a quinoline insoluble content (QI) of 0 wt% to 20 wt% and a softening point (SP) of 10 ° C to 120 ° C. 前記(c)段階において、粉砕後の1次炭化物の、粒子分布で90%累積質量粒子径分布直径をD90とし、50%累積質量粒子径分布直径をD50としたとき、1≦D90/D50≦2.5であり、3μm<D50<10μmである、請求項1に記載の炭素‐シリコン複合体の製造方法。 In the step (c), when the 90% cumulative mass particle size distribution diameter in the particle distribution of the primary carbide after pulverization is D90 and the 50% cumulative mass particle size distribution diameter is D50, 1 ≦ D90 / D50 ≦ The method for producing a carbon-silicon composite according to claim 1, wherein 2.5 and 3 μm <D50 <10 μm. 前記(d)段階において、粉砕後の2次炭化物の、粒子分布で90%累積質量粒子径分布直径をD90とし、50%累積質量粒子径分布直径をD50としたとき、1≦D90/D50≦2であり、3μm<D50<10μmである、請求項1に記載の炭素‐シリコン複合体の製造方法。 In the step (d), when 90% cumulative mass particle size distribution diameter is D90 and 50% cumulative mass particle size distribution diameter is D50 in the particle distribution of the pulverized secondary carbide, 1 ≦ D90 / D50 ≦ The method for producing a carbon-silicon composite according to claim 1, wherein 2 and 3 μm <D50 <10 μm. 前記(c)段階において、1次炭化工程は、1〜20bar下で1〜24時間行われる、請求項1に記載の炭素‐シリコン複合体の製造方法。2. The method for producing a carbon-silicon composite according to claim 1, wherein in the step (c), the primary carbonization step is performed at 1 to 20 bar for 1 to 24 hours. 前記(d)段階において、2次炭化工程は、1〜20bar下で1〜24時間行われる、請求項1または請求項8に記載の炭素‐シリコン複合体の製造方法。9. The method for producing a carbon-silicon composite according to claim 1, wherein in the step (d), the secondary carbonization step is performed at 1 to 20 bar for 1 to 24 hours.
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